Влияние заданного рН на степень диссоциации
слабого электролита
Итак, обращаемся вначале к первой из указанных ситуаций.
1. а) Дадим определение: степень диссоциации α —это доля молекул в состоянии сопряжённого основания:
 |
б) Тогда для слабой кислоты величина α — это действительно степень диссоциации, т.е. доля диссоциированных молекул.
в) А для слабого основания, при диссоциации которого отщепляется гидроксил–ион, доля диссоциированных молекул (т.е. молекул в состоянии сопряженной кислоты), очевидно, равна 1 — α. Выразим из уравнения (11.19,6) [RH] (концентрацию сопряженной кислоты):
 |
 |
Подставляя в определение α (11.20, б), получаем:
Данная формула позволяет рассчитывать степень диссоциации слабого электролита (в соответствии с нашим определением) при произвольно заданном рН.
 |
б) То же самое можно записать и в концентрационной форме. Действительно, выразим [RH] из (11.7) и вновь подставим результат в (11.20,б). Последовательно получим:
в) Нетрудно убедиться в тождественности выражений (11.22) и (11.23,б). Но первое из них предпочтительнее.
3. а) Подставим в формулу (11.22) три значения рН:
рН = рКа – 1,5, α ≈ 0,03 ,
рН = рКа , α = 0,5 ,
рН = рКа + 1,5, α ≈ 0,97 ,
и построим по этим точкам график зависимости α от рН (рис.11.1).
б) Прежде всего отметим: как показано на графике, степень диссоциации слабого электролита может меняться от 0 до 1.
Это важно подчеркнуть потому, что нередко слабые электролиты определяют как вещества, степень диссоциации которых не превышает 3 % (0,03). Такое определение может относиться только к чистым растворам этих веществ (и то – лишь при достаточно большой концентрации). В общем же случае оно неверно.
в) Помещая слабый электролит в среду (например, буферную) с заданным значением рН, можно получать, согласно рис. 11.1, и гораздо большую степень диссоциации — практически вплоть до 1,0.
А изменение рН среды (например, с помощью сильных кислот и оснований) позволяет последовательно изменять и степень диссоциации слабого электролита.
г) При этом почти весь процесс диссоциации происходит в интервале рKa±1,5, т.е. от рKa—1,5 (где диссоциировано 3 % частиц) до рKa +1,5 (диссоциировано 97% частиц).
д) Центр этого интервала — такое значение рН, которое равно рKa — характеристике конкретного электролита. При данном рН диссоциировано ровно 50% частиц электролита.
Дата добавления: 2016-03-20; просмотров: 1684;